СЭЭС (конспект лекций)

Курс лекций по “СУДОВЫМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ СИСТЕМАМ”

Литература.

1.Баранов А.П. “Автоматическое управление судовыми электроэнергетическими установками” - Транспорт, 1981.

2.Краснов В.В., Мещанинов П.А., Мещанинов А.П. “Основы теории расчета СЭС”, 1989.

3.Михайлов В.Л. “Автоматизированные электроэнергетические системы судов”, 1977.

4.Никифоровский Н.Н., Корневский Б.И. “Судовые электрические станции”, 1974.

5.Яковлев Г.С. “Судовые электроэнергетические системы”, 1987.

6.”Справочник судового электротехника” т.1 “Судовые электроэнергетические системы и устройства”, под ред. Китаенко, 1980.

7.Роджеро Н.И. “Справочник судового электромеханика и электрика”

8.Мещанинов П.Л. “Автоматизация судовых электрических станций.”

9.Зайцев А.И., Юдин В.В. “Элементы и системы судовой электроэнергетики и автоматики”, 1986.

10.Зайцев А.И., Юдин В.В. “Судовые электроэнергетические системы”, 1986.

11.Регистр СССР, ч. 11, 1985.

12.”Справочник по серийным транспортным судам” ЦБНТИ МРФ издательство “Транспорт” т.1-4; в частн. т. 2.

13.Белов, Кордюков, Титар “Судовые электрические машины”, 1972.

Задача курса: изучение вопросов производства и распределение электрической энергии на судне. Электроэнергетической системой - называется единый комплекс, предназначенный для производства,

распределения и потребления электрической энергии на судне, состоящей из первичных двигателей, генераторов, распределительных устройств, кабельных трасс, устройств защиты и автоматики устройств управления и потребителей электрической энергии. Этот комплекс объединен общим процессом выработки, распределения и потребления электрической энергии,

Типы электрических станций и их классификация.

1.По типу первичного двигателя ЭЭУ:

1.1.Тепловые - когда электроэнергия вырабатывается за счет сжигания жидкого, твердого или газообразного минерального или органического топлива.

1.2.Атомные - когда электрическая энергия вырабатывается за счет энергии распада атомного ядра.

2.По типу первичного двигателя:

2.1.Парогенераторы;

2.2.Турбогенераторы;

2.3.Дизель - генераторы;

2.4.Газовые турбины.

2.5.Смешанные;

3.По величине установленной мощности электростанции:

3.1.Малой мощности 200-500 кВт;

3.2.Средней мощности 500-2000 кВт;

3.3.Большой мощности - выше 2000 кВт.

4.По назначению:

4.1.Основные - питает судовые потребители в основных эксплуатационных режимах судна (стоянка с погрузкой, швартовка и ходовой режим);

4.2.Аварийные - питают судовые потребители в экстренных случаях;

4.3.Специального назначения - питает потребители специального назначения.

5.По роду применяемого тока:

5.1.Постоянного тока;

5.2.Переменного тока;

5.3.Смешанного тока.

6.По способу управления судовой электростанцией:

6.1.Полностью автоматизированные

6.2.Полуавтоматизированные

6.3.Не автоматизированные

7.По способу отбора мощности от главного двигателя:

7.1.Отбор с помощью навешенного генератора;

7.2.Валогенератор;

7.3.Утилизационный котел.

Требования предъявляемые к судовым электростанциям.

Условия работы электрооборудования на судах:

Промышленное оборудование: влажность 50...75%, температура до 25...35°, положение строго вертикальное или строго горизонтальное. Оборудование не может работать при крене и вибрациях. Оборудование на судах: влажность до 98% при температуре до 45°,температура -40...+50° С, вибрация от 1 до десятков Гц, борто-

вая качка до 22°, крен до 15°, дифферент до 10°. Периодические ударные сотрясения. Необходимо учитывать присутствие морской воды, паров нефтепродуктов и масел на схемах. За счет работы главного двигателя и гребного винта диапазон частот вибрации может быть от 5-6 Гц до нескольких сотен Гц. Ударные сотрясения (во время швартовки. на суднах ледоколах). Все эти требования заставляют создавать оборудование специального исполнения - специальное оборудование (судовое).

Габариты оборудования должны быть минимальными. Оборудование очень часто подвергается воздействию морской воды, поэтому на поверхность оборудования наносится спец. покрытие. Возможно также кратко - долговременное затопление отсека морской водой, поэтому на изоляцию наносятся спец. кремний - органические лаки. Во избежание попадания пыли, масел, паров нефтепродуктов, оборудование помещается в спец, герметичные ящики.

Требования предъявляемые к отдельным элементам СЭС.

Элементами СЭС являются:

1.Электрические машины: генераторы, электродвигатели, трансформаторы.

2.Кабели.

3.Распределительные устройства, в том числе: электрические аппараты и распределительные щиты.

4.Аппаратура управления, сигнализации и т.д.

Общее требование - надежность работы.

1.Чтобы обеспечить надежность работы генератора и электродвигателя, изоляция применяется кремний - органическая. Большие перегрузки приводят к перегреву машины и к уменьшению механической и электрической прочности изоляции, что создает опасность возникновения КЗ. Дополнительные требования к изоляции - влаго- и маслонепроницаемость, маслостойкость. Судовые электромашины выполняются более механически прочными, с усиленными подшипниками. Некоторые ответственные машины выполняются по замкнутому циклу вентиляции.

2.На судах применяются кабели из специальной негорючей резины (нейритовая изоляция). Где кабель может быть подвергнут механическим воздействиям, на него надевается стальная оплетка, а где кабель может стать источником излучения, там на него надевается экранированная медная оплетка.

3.Электрические аппараты помещаются в дюралевые или стальные ящики с сальниками и прокладками для

обеспечения герметизации вводов кабеля в ящик. Ящик крепится к переборкам на четырех амортизаторах. Ножки штепсельных разъемов покрываются серебром.

Втом числе ко всему судовому оборудованию предъявляются следующие требования:

1.Минимальный вес и габариты.

2.Удобство обслуживания.

3.Высокий КПД.

4.Минимальная стоимость и максимальная унификация.

5.Малая шумность и минимальные радиопомехи.

Причем все эти требования в комплексе не должны приводить к снижению надежности.

Требования предъявляемые к СЭС, как к единой системе.

Для обеспечения надежности системы предусматривается ряд мероприятий:

1.Подача питания наиболее ответственным потребителям от основного и резервного источников по 2-ум кабелям.

2.Установка резервных и аварийных агрегатов.

3.Размещение оборудования на судне в наименьших уязвимых местах.

4.Установка на судне нескольких электростанций.

Все выше указанные требования должны обеспечить бесперебойное снабжение судовых потребителей электроэнергией.

Кроме указанных требований, к СЭС также предъявляются следующие:

1.Возможность быстрой локализации поврежденных участков.

2.Минимальный расход кабеля.

3.Простота перевода электростанции из одного режима работы к другому.

4.Минимальный вес, габариты и стоимость.

Потребители электроэнергии на судах и характер их нагрузки.

Все судовые потребители классифицируются по нескольким признакам: по назначению, по степени важности, по режимам работы.

1. По назначению:

а) Палубные механизмы: шпиль, брашпиль, рулевая машина, шлюпочные лебедки, грузовые краны, траловая, буксирная лебедка и т.д.

б) Механизмы судовых устройств и систем: охлаждающий насос для главного двигателя, топливный насос, топливоперекачивающие насосы, компрессор (для запуска дизеля сжатым воздухом), центробежные фильтры очистки топлива и масла, пожарная система (пожарные насосы), балластно - креновая система (балластные насосы), пеногенераторные установки (пожаротушение), система пресной воды.

в) Радиотехнические средства, электронавигационные приборы: внутрисудовая связь, лаг, эхолот, несколько радиостанций.

г) Бытовые механизмы и приборы: установки - кондиционеры: вентиляторы, холодильники, камбуз.

д) Электрическое освещение: основное, аварийное, малое аварийное.

2. По степени важности:

а) Особо ответственные потребители: это такие потребители, отказ в работоспособности которых приведет к аварии судна и гибели экипажа. Это: устройства управления курсом судна, навигационные приборы, средства радиосвязи, аварийные насосы. Питание этих потребителей не должно прекращаться более чем на 10 секунд. Питание к ним должно подаваться по двум кабельным трассам, и должно осуществляться от двух источников (основной и аварийной электростанции).

б) Ответственные потребители: это потребители, обеспечивающие движение судна и сохранность груза. Такая группа потребителей должна получать питание в основных и аварийных режимах судна.

в)Мало ответственные потребители: бытовые механизмы и приборы - они допускают отключение питания на длительное время и не оказывают никакого влияния на жизнедеятельность судна.

3. По режиму работы:

а) Электродвигатели, работающие в непрерывном режиме с примерно постоянной нагрузкой: к этой группе в основном относятся насосы и вентиляторы, не требующие регулирования скорости.

б) Электроприводы работающие кратковременно.

в) Привода, работающие в повторно - кратковременном режиме: компрессоры, грузовые краны.

Судовые электродвигатели.

На судах применяются асинхронные двигатели следующих типов: АН, МАФ, АМ, ДМ, ЧА, МАП, АО. (ОСТ 5.6181-81). В основном применяются двигатели с короткозамкнутым ротором, а с фазным ротором - только в случаях, когда нужно регулирование скорости. Диапазон - 1:10.

Преимущества двигателей: простота, высокая надежность, малый вес, простота обслуживания. Недостатки: большие пусковые токи (5-7 Iном), сильная размагничивающая реакция якоря у генератора,

и как следствие, снижение напряжения сети (до 20%). Невозможность регулирования скорости. Сильная загрузка сети реактивными токами при недогрузки двигателя. При несимметричном напряжении судовой сети возникает сильный нагрев асинхронного двигателя. Допустима несимметрия 2...2,5%. Если больше - то двигатель сильно нагревается и выходит из строя.

Двигатели постоянного тока.

Восновном это двигатели серии ДПМ 1-11 габаритов:

•1...6 габарит - 3 кВт,

•6...7 габарит - 18...43 кВт,

•9...11 габарит - 57...200 кВт.

ДПМ - двигатель постоянного тока морского исполнения. 1000, 1500, 3000 об. синхронных.

Рис.1.

Кроме серийных двигателей применяют двигатели, разработанные по спец заказам.

Основное преимущество - простота регулирования скорости путем изменения питающего напряжения. Недостатки - более сложное устройство, большая (в 2 раза) цена и большая масса (на 30...40%) по срав-

нению с АД. Требуют постоянного обслуживания (щетки, коллектор).

Судовые генераторы.

Различают следующие типы генераторов: дизель - генераторы, турбогенераторы, валогенераторы. По назначению генераторы делятся на: основные, аварийные, резервные. Дизель - генераторы и турбогенераторы выполняются на общей фундаментной раме.

	В - возбудитель	ω0Д=1500 об/мин	р=2
	Uл=400 В	ω0Д=1000 об/мин	р=3
		ω0Д=750 об/мин	р=4
		ω0Д=500 об/мин	р=6

Рис.2.

Все дизель - генераторы выполняются с явнополюсным ротором. Чтобы механический удар, возникающий при переходных процессах не передавался на механизмы дизеля, дизель и генератор соединяются через специальную демфирующую муфту (с пружинами).

Турбогенератор.

Рис.3. Турбогенератор.

nтурб.=20000-30000 об/мин.

Для понижения частоты вращения применяется редуктор. Используются генераторы как переменного, так и постоянного тока. Типы: МС, МСК, МСС, ГМС, ГСС, ГМ, СБР, ТМ, ГПЧ, ВПР по ОСТ 5.6181-81.

Генераторы типа МС и МСК.

Рис.4.

Стрелками показаны пути охлаждающего воздуха (выполнено охлаждение по разомкнутому циклу, радиально - осевой). (Примечание: если воздух всасывается со стороны коллектора - осевой способ). Обмотка изолирована бумажной изоляцией, ротор изолирован слюдой (ОВ). Бумажная изоляция - с пропиткой шиллаком. У генераторов МСК вентиляция выполнена по замкнутому циклу с воздухоохладителем. Такая вентиляция обеспечивает независимость охлаждающего воздуха от температуры окружающей среды. Вторая особенность - применяется вентильное возбуждение машины, т.е. отсутствует возбудительный генератор. За счет этого габариты генератора снижены примерно на 40% по сравнению с серией МС. Кроме того, в этом генераторе применяется кремнийорганическая изоляция обмоток. Эта изоляция допускает большую температуру нагрева обмоток - до 120°С, что позволяет применять провод меньшего сечения.

Конструкция генератора.

Рис.5. Все судовые генераторы допускают наработку 10000 часов.

Допустимые перегрузки: 10% - 2 часа, 25% - 30 мин, 50% - 5 мин. Перегрузка дизеля (допустимая) - 10%.

Генераторы постоянного тока.

По способу питания обмотки возбуждения:

1)С независимым возбуждением.

2)С самовозбуждением.

По способу включения обмотки возбуждения:

1)Параллельного.

2)Последовательного.

3)Смешанного.

На судах в основном применяются генераторы смешанного возбуждения. Последовательная (сервисная) обмотка используется для компенсации реакции якоря. Такие машины называют машинами с компаундированным возбуждением. Серия П 1...11 габаритов, 3...200 кВт. Эти генераторы имеют теплостойкую термоорганическую изоляцию. На каждом полюсе 2 обмотки: шунтовая и сервисная (5...6 витков). Генераторы выполнены в брызгозащищенном исполнении, направление вращения - против часовой стрелки (см. со стороны коллектора).

nн=1440 об/мин - nн=2920 об/мин (с учетом того, что генераторы приводятся в движение с помощью асинхронного двигателя (их синхронная скорость ниже асинхронной как раз на столько процентов).

Таблица 1.

Тип генератора	Pн, (кВт)	Uн,(В)	n, об/мин
ГПМ - 3	100	230	1500
ГП 1375/810	1375	500	810
П 1950/750	1950	750	750

3 - нормальная характеристика;

2 - генератор с КО (компенсационной обмоткой);

1 - генератор параллельного возбуждения.

Рис.6. Внешние и регулировочные характеристики генераторов.

Рис.7.

U=Iг Rяц

Число витков КО подбирается таким образом, чтобы UГ находилось в пределах UГ во всём диапазоне изменения нагрузки.

К судовым генераторам постоянного тока предъявляются следующие требования:

Рис.8.

Каждый ДГ должен иметь систему стабилизации частоты вращения и систему стабилизации напряжения. U≤12% при PГ=10...20 кВт

U≤8% при PГ=20...80 кВт U≤5...8% при PГ>80 кВт U≤±2.5%

Судовые трансформаторы.

ОСО - однофазный сухой открытый; ОСВ - однофазный сухой водозащищенный;

ОСЗ - однофазный сухой брызгозащищенный; ТСВ - 3-х фазный сухой водозащищенный; ТСЗ - 3-х фазный сухой брызгозащищенный;

ОСБВ - 1-фазный сухой броневой водозащищенный; Эти трансформаторы соответствуют ГОСТ 9879-61. Таблица 2.

Uтр	Uн	Схема соединения
Uв
220	133	/ - 12
380	133	звезда/ - 12
380	230	звезда/звезда 12

Требования эксплуатации.

tокр°=-40°...+50°С с кратковременным повышением до 70°С, влажность до 80%. Наклон: длительный - 15° , кратковременный - 45°. Трансформатор имеет выводы на первичной обмотке для подрегулировки вторичного

напряжения в пределах ±5% Uн. Трансформаторы допускают перегрузки: 10% в течении 2-х часов, 50% в течении 30 минут., выдерживают режим короткого замыкания в течении 1,5 сек.

Ток, частота и напряжение судовых электростанций.

Преимущества электростанций на постоянном токе:

1.Простота регулирования ω ДПТ.

2.Простота (регулирования) применение 2-х фазных (2-х проводных линий).

3.Большая надежность аппаратуры управления на постоянном токе. Преимущества электростанций на переменном токе:

1.Большая надежность эл. машин переменного тока по сравнению с постоянным током.

2.Простота преобразования уровней напряжения с помощью трансформатора.

3.Меньшие затраты на обслуживание, меньший вес, габариты, стоимость по сравнению с машинами постоянного тока.

Недостаток - худшие регулировочные свойства.

На судах применяется ряд стандартных уровней напряжений:

Постоянный ток: 220, 110, 24, 12 В

Переменный ток: 380, 220, 127, 42, 24, 12 В

Возможно и применение и нестандартных уровней, однако эти цепи не должны иметь соединений со стандартными цепями.

Правила Регистра рекомендуют применять стандартные напряжения для следующих цепей.

Таблица 3.			НОМИНАЛ СТАНД.
	НОМЕР	ПОТРЕБИТЕЛИ	НАПРЯЖЕНИЙ
			ПОСТ.	ПЕРЕМ.
		Силовые потребители, цепи управления, нагревательные уст-	220	380
1.		ройства, установленные вне помещений для жилья.	220	220
		Отопительные приборы для кают и жилья, освещение, сигнали-

2.зация, внутренняя связь.

	Штепсельные розетки, установленные в служебных помещени-	220	220, 127
3.	ях и жилых каютах.	24	42
	Штепсельные розетки для переносного инструмента и перенос-

4.ных пультов дистанционного управления.

	Штепсельные розетки для переносных ручных ламп: в особо	12	12
5.	сырых помещениях - 12 В, в повышенной влажности - 24 В.	24	24

Иногда применяют и повышенное напряжение 660 В и выше.

Преимущества и недостатки повышенных напряжений.

1.Уменьшается сечение кабельных трасс, вес и габариты электрооборудования.

2.При высоком напряжении для гашения электрической дуги при размыкании цепи, нужны специальные устройства.

3.Меньшая надежность цепей повышенного напряжения и большая опасность для персонала.

Частота переменного тока.

f=50 или 60 Гц. На судах, где имеет место вес (на воздушных подушках) используется частота 400 Гц и выше. Преимущества f=50 Гц:

1.Используется общепромышленное оборудование, переработанное в соответствии с требованиями Регистра.

2.Для насосов и других приводов недопустима высокая частота вращения из-за возникновения кавитации.

При применении высокой частоты: существенно снижается вес и габариты генераторов и двигателей, но для многих приводов требуется установка понижающего редуктора, что значительно усложняет обслуживание.

Синхронные генераторы.

Таблица 4.

P, кВт			f=50 Гц					f=400 Гц
	n, об/мин	L, мм		H, мм	m, кг	n, об/мин	L, мм		H, мм	m, кг
600	1000	1480		940	3315	12000	680		440	945
250	1500	820		710	1850	6000	470		410	510

Таблица 5.			Электродвигатели.
	P, кВт			m, кг
			50 Гц	400 Гц
	7.5		80	18.3
	15		145	29
Агрегаты: f=50 Гц,		f=400 Гц
	P=4.5 кВт		P=4.5 кВт
	m=258 кг		m=59 кг

Трансформаторы на f=400 Гц в 2,5 меньше, чем трансформаторы на 50 Гц. Индукция в 3 раза меньше и соответственно возрастает Сos ϕ трансформатора (от 0,9 до 0,98) за счёт уменьшения намагничивающего тока. Частота 400 Гц применяется для судов маломерного флота.

Рис.9.

Кабели

Эпюра использования кабеля при частоте f=400 Гц. Поэтому для наилучшего использования меди кабеля, его выполняют из отдельных проводников, изолирован-

ных друг от друга путем покрытия изоляционным лаком.

Рис.10

Высокая частота применяется для уменьшения массо - габаритных показателей оборудования на специальных судах (подводные лодки, экранопланы, суда на воздушной подушке.

Рис.11.

Род тока.

“+” применения постоянного тока:

1.Аппаратура на нем работает более устойчиво и более долговечно.

2.Простота регулирования скорости двигателей постоянного тока . “-“ постоянного тока:

1.Применение коллекторов машин, малая надежность большие затраты при эксплуатации) машины постоянного тока дороже.

“+” применения переменного тока:

1.Простота конструкций СД и АД, отсутствие коллектора, меньший вес и габариты по сравнению с ДПТ, большая надёжность.

2.Простота преобразования уровня напряжения.

“-“ переменного тока:

1.Худшее регулирование свойств двигателей переменного тока.

2.Меньшая надежность работы аппаратуры на переменном токе.

Расчёт мощности судовых электрических станций.

Расчет мощности СЭС производится по отраслевому стандарту, согласованному с Регистром, проверенный практикой эксплуатации судов ОСТ 5.6168-80 ЦНИИСЭТ. Диаграмма удельного расхода топлива для дизель - генератора. При загрузке дизеля менее удельный расход топлива возрастает.

Рис.12. Рис.13. Суточный график работы на ходовом режиме. PrΣ - суммарная мощность электростанций.

Суточный график загрузки электростанций носит случайный характер, но существует закономерность по режиму. Отраслевой стандарт на расчёт мощности электростанций ОСТ 5.6168-80.

Методы расчёта.

1.Аналитический метод постоянных нагрузок.

2.Аналитический метод переменных нагрузок.

3.Метод корреляционных зависимостей.

4.Метод статического моделирования на ЭЦВМ.

1, 2, 4 методы основаны на составлении табличных нагрузок электростанции. Для каждого стандартного эксплуатационного режима составляется таблица нагрузок, или одна таблица, в которой указываются все типовые режимы. В этой таблице указываются все потребители энергии на судне. Они группируются по назначению. В 1, 2, 4 методах электроприемники делятся на 3 категории:

1.Приемники работающие эпизодически, не более 3.5 часов в сутки. (ЭП)

2.Приемники работающие непрерывно 70% времени, т.е. от 17 и до 24 часов в сутки. (НР)

3.Периодически работающие (от 3.5 до 17 часов в сутки). (ПР)

Приемники работающие эпизодически вообще не учитываются. НР, ПР, ЭП - обозначения групп.

Аналитический метод постоянных нагрузок.

В этом методе предполагается что все электроприемники имеют постоянную нагрузку. На самом же деле нагрузка практически всех электроприемников с течением времени меняется. Электроприемники делятся на 3 категории: ЭП, НР, ПР. Учитываются приемники, работающие в НР и ПР режимах (см. выше). Для расчёта мощности электростанции составляется следующая таблица нагрузок.

Таблица №6.

1- Наименование групп приемников;

2- Тип приемника электроэнергии;

3- Количество одинаковых приемников;

4- Установленная мощность Рн.х. (кВт);

5- Коэффициент мощности номинальный Cos ϕн (о.е.);

6- Номинальный КПД;

7- Потребляемая мощность из сети в номинальном режиме Рн.п.=Рн.у./η;

8- Условные обозначения приемников;

9- Коэффициент загрузки приемника Кз=Рi/Рн.п.;

10- Коэффициент мощности Cos ϕi (о.е.);

11- Количество работающих приемников в данном режиме m;

12- Потребляемая активная мощность Р=Рн.п. Кз m;

13- Потребляемая реактивная мощность Q=P tg ϕ;

Таблица 6.

			Номинальные параметры при-					Наименование эксплуатационного режи-
				емника электроэнергии.						ма.
							7
1	2	3	4		5	6		8	9	10		11	12	13
Палубные	Электро-	n						НР или
механизмы	двигатель							ПР
1.Рулевая
машина.
.........

Значения Кз определяются на основе изучения опыта эксплуатации плавающих судов. В результате получены следующие рекомендации:

Рис.14.

Механизмы, обслуживающие электроэнергетическую установку Кз=0,7...0,9 Палубные механизмы Кз=0,3...0,9 Бытовые системы Кз=0,5...0,9

Преобразователи электроэнергии Кз=0,6...0,9 Для определенного типа судна берется более узкий диапазон коэффициента загрузки. В вышеприведен-

ную таблицу записываются все привода, работающие в данном режиме. Количество строк в таблице равно количеству потребителей на судне. После того как будет заполнена вся таблица, суммируется отдельно мощность

приемников, работающих в режиме НП и ПР. (ΣРнр; ΣРнп). Соответственно находятся ΣQн.п.и Σ Qп.р.. После
этого производится сравнение данных сумм для того, чтобы выбрать коэффициент одновременности по режиму
работы (Ко). Ко - учитывает по неодновременность работы потребителей во времени.
	1)		ΣРн.п.>ΣРп.р.,то Ко=1,0...0,8
	2)		ΣРн.п.≈ΣРп.р.,то Ко=0,8...0,7
	3)		ΣРн.п.<ΣРп.р.,то Ко=0,7...0,6
Мощность электростанции (активная): Р=(ΣРн.п.+ΣРн.п.) Ко
Р	ор	′=Р		о	К ,где К	п	- коэффициент, учитывающий потери мощности в кабельных трассах (в зависимости от вели-
					п
	чины судна Кп=1,02...1,04 ,т.е. от 2% до 4% энергии).

Рп - учёт активных потерь электроэнергии в кабелях. S = Pop2 + Q2o - полная мощность.

Cosϕср - средневзвешенный коэффициент мощности по режиму работы. Cosϕср необходимо знать для определения мощности генератора.

Рис.15.

Аналитический метод переменных нагрузок.

Отличие данного метода от предыдущего заключается в том, что электроприемники представляются не постоянным графиком нагрузки, а постоянным графиком. Существуют несколько типовых переменных графиков нагрузки. Каждый из них характеризуется математическим ожиданием или средним значением активной мощности и дисперсией (колебанием) величины активной мощности. Всё это с применением ТВ позволяет более точно определить мощность потребителей, чтобы более точно выбрать генераторные агрегаты. Таблица состоит из 1...12 позиций предыдущей таблицы. Для тех потребителей у которых переменный во времени график нагрузки добавляется еще 4 позиции.

Таблица типовых графиков нагрузок.

Таблица 7.

№ Тип графика нагрузки		Вероятность рабоСредняя активная мощ-
		ты, А						ность, Рср
	Непрерывный
1		а=1						Рср=Р1
	Периодический	Tp=t1+t2+
2		+t3+…+ti
		a =		Tp				Pср=P1 a
				T
	Эпизодический
3		a1	=		t1
					T			Pср=P1 a1
	Многоуровневый
		a i	=		t i
4					T
		a1, a2, …						Pср=ΣPi ai

Периодически изменяющийся

5		а=1	Pср=	Pmax +Pmin
			2

Дисперсия активной мощности, Д

Д=0

Д = P12 Tp (T − Tp ) T 2

Д = P12 t1(T − t1) T2

Д =	∑ Pi2	t i (T − t i )
		T2

Д= (Pmax +Pmin )2

2

Цель формул - более точное определение нагрузки. По данной методике составляются следующие таблици: первые 7 глав берутся из предыдущей методики, затем составляют еще 8 глав.

Наименование эксплуатационного режима.

9- Коэффициент загрузки приемников Кз=Р1/Рн.п.; Р1=Рф.п.;

10- Коэффициент мощности Cos ϕ;

11- Количество работающих приемников m;

12- Мощность (по графику) всех приемников Р=Рн.п. Кз m;

13- Вероятность режима а=Тр/Т ; Тр=t1+t2;

14- Средняя потребляемая мощность Рср=Р1 а;

15- Дисперсия Д=(Р12 Тр/Т2) (Т-Тр) ; ΣД; σ=√ΣД;

16- Средняя потребляемая реактивная мощность Qср; ΣQch;